具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于大数据的可视化城市内涝监测预警系统，如图1所示，包括服务器、数据采集单元、易涝点判断单元、内涝预测单元和可视化显示模块。

数据采集单元对降雨情况进行大数据采集，数据采集单元包括分布设置于各测量点用于对降雨情况进行数据采集的分布式数据采集模块，以及用于对采集数据进行归一化处理、分级显示的数据处理模块。

其中，分布式数据采集模块包括视频采集设备、降水量采集设备和水位采集设备。

数据处理模块对分布式数据采集模块的采集数据进行分时段存储，并进行归一化处理：

数据处理模块根据降水量显示映射表、水位显示映射表对归一化数据采用不同的颜色进行分级显示；

其中，X(m,n)为第m组中第n个分布式数据采集模块的采集数据，Xmin(m)为第m组采集数据中的最小值，Xmax(m)为第m组采集数据中的最大值，X’(m,n)为X(m,n)对应的归一化数据。

降水量显示映射表包括多组降水量范围以及对应的显示颜色，水位显示映射表包括多组水位范围以及对应的显示颜色。

本申请技术方案中，通过预先构建降水量显示映射表、水位显示映射表，能够对归一化后的分布式数据采集模块的采集数据采用不同的颜色进行分级显示，使得显示界面更加直观，便于及时了解当前城市内涝情况。

易涝点判断单元通过比较测量点高程与周边测量点高程对城市潜在易涝点进行分析判断，易涝点判断单元包括用于采集监测区域遥感数据的遥感数据采集模块，用于对遥感数据进行转换并分块存储的数据存储模块，用于对测量点高程与周边测量点高程进行对比分析的数据分析模块，以及用于根据数据分析模块的对比分析结果对城市潜在易涝点进行分析判断的易涝点判断模块。

数据存储模块将监测区域遥感数据转换成二维矩阵式的数字高程模型数据，并对数字高程模型数据进行分块存储。

数据分析模块根据数字高程模型数据确定每个测量点的位置信息，并根据当前测量点与相邻测量点的位置信息构成测量点集；确定测量点集的中心点，并对中心点高程与相邻测量点高程进行对比分析。

易涝点判断模块判断中心点高程小于相邻测量点高程时，则判断当前测量点为低洼点，易涝点判断模块判断低洼点高程小于高程阈值时，则判断当前低洼点为城市潜在易涝点。

本申请技术方案中，通过采集监测区域的遥感数据，来确定每个测量点的位置信息，并根据当前测量点与相邻测量点的位置信息对测量点周围进行“聚集化”处理，通过对中心点高程与相邻测量点高程进行对比分析，判断当前测量点是否低洼点，再进一步判断当前低洼点是否为城市潜在易涝点，实现对城市潜在易涝点的精确查找。

查找到城市潜在易涝点后，可以驱动位于各测量点的视频采集设备对各内涝点进行画面采集，从而能够对内涝点进行有效查看，同时通过对内涝点进行数据分析，可以为后续管网改造和整治提供参考依据。

内涝预测单元根据易涝点积水深度对内涝情况进行预测，并生成预警信息。内涝预测单元包括：

水文分析模块，对城市水文数据进行分析，并得到各易涝点可积水量与积水深度之间的对应关系；

历史数据分析模块，根据城市历史监测数据得到内涝积水量与降水量之间的对应关系；

易涝点积水深度分析模块，根据当前降水量得到内涝积水量，并根据各易涝点可积水量将内涝积水量向各易涝点进行分配，以得到各易涝点积水深度；

内涝情况预测模块，对各易涝点积水深度与各易涝点对应的警戒水位进行比较，根据比较结果对内涝情况进行预测；

预警信息生成模块，根据内涝情况的预测结果生成相应的预警信息。

本申请技术方案中，通过构建各易涝点可积水量与积水深度之间的对应关系、内涝积水量与降水量之间的对应关系，基于当前降水量得到内涝积水量，并根据各易涝点可积水量将内涝积水量向各易涝点进行分配，以得到各易涝点积水深度。内涝情况预测模块可以根据各易涝点积水深度与警戒水位的差值，对内涝情况进行预测。

可视化显示模块可以通过构建城市三维模型，并结合GIS系统进行数据与模型的融合，对当前内涝情况与预测内涝情况分别进行可视化显示，并且可以利用高性能三维渲染技术进行渲染，为城市提供更为直观的防洪预警。

可视化显示模块通过显示各测量点对应不同颜色的降水量、水位，以对当前内涝情况进行可视化显示。

可视化显示模块对预测内涝情况进行可视化显示，包括：

根据城市潜在易涝点在数字高程模型数据矩阵中所处的行、列及其间距，以及起始点的经纬度计算出易涝点的经纬度，并对城市潜在易涝点进行可视化显示；

对积水深度大于警戒水位的易涝点进行预警标记，并在界面中显示预警信息生成模块生成的预警信息。

本申请技术方案中，还包括数据上传模块，数据上传模块将可视化显示模块显示的当前内涝情况、预测内涝情况，以不同的显示界面发送至各市民以及监管部门的移动终端。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。